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白石水库调度运用方式优化分析

发布时间:2019-04-23 11:36所属分类:科技论文浏览:1

[摘要]白石水库建成至今,已运行近20年,原运行设计参数均发生了很大的变化。因此,需要对调度运用方式进行优化,从而满足实际生产生活需要。结果表明,优化后的调度运用方式不仅能够充分发挥水库的防洪效益,还提高了城市供水和农业供水的保证率,既保证水

  [摘要]白石水库建成至今,已运行近20年,原运行设计参数均发生了很大的变化。因此,需要对调度运用方式进行优化,从而满足实际生产生活需要。结果表明,优化后的调度运用方式不仅能够充分发挥水库的防洪效益,还提高了城市供水和农业供水的保证率,既保证水库发挥社会效益,也能够收获更多的经济效益。

  [关键词]白石水库,调度运用,优化分析,效果

水利规划与设计

  白石水库控制流域面积17649km2,占大凌河流域总面积23263km2的76%,工程于1996年开工,1999年汛后落闸蓄水,2000年汛后竣工。水库总库容16.45亿m3,水库设计正常蓄水位127.0m,防洪限制水位125.6m,死水位108.0m,现实际执行正常蓄水位120.0m,防洪限制水位116~118m。

  1调度依据

  白石水库是一座以防洪、供水为主兼顾发电、养鱼及旅游等综合利用的大型水利枢纽工程。根据白石水库承担的功能与作用,确定白石水库的调度运用方式包括防洪调度、供水调度和发电调度,其中白石水库的发电功能属于附属功能,是利用弃水和结合供水过程进行发电,无单独要求的发电水量和发电库容。

  2防洪调度设计

  在2012年洪水调度过程中采用的是流量控制方式,且白石水库的洪水预报模型系统预报精度不高,在实际操作中难以实现,所以采用坝前水位控制的方式,对白石水库进行洪水调度。

  2.1调度任务

  白石水库的设计标准:500年一遇洪水标准设计,库水位不高于132.27m;5000年一遇洪水标准校核,库水位不高于133.88m。白石水库下游防护对象的防洪标准:50年一遇洪水时,为确保下游义县、凌海市两座县城及农田安全需错峰,凌海站组合流量不超过11900m3/s。2.2调度原则白石水库初步设计时,防洪要求为,水库建成后,下游义县、凌海两座县城及堤防两岸6.47万hm2农田,由现状20年一遇防洪标准提高到50年一遇,河道安全泄量达11900m3/s,同时也使下游沈~山线大凌河凌海市铁桥(安全过流量12000m3/s)防洪标准,随之提高到50年一遇。

  白石水库自2000年主体工程竣工后,受库区上游26.26km处金岭寺铁路桥动迁滞后的制约,水库一直低水位运行,所以防洪调度,遵循以下原则:1)以保障大坝和下游防洪安全为基本原则。2)不考虑洪水预报。3)白石水库担任对下游的防洪任务,确保将下游防洪标准由20年一遇提高到50年一遇,50年一遇的洪水时,凌海站的组合流量不大于11900m3/s。4)50年一遇洪水时,库区回水到达金岭寺铁桥位置时,不加大对金岭寺铁桥的淹没影响。5)遇大于50年一遇的洪水,应保障大坝安全并尽量减轻下游的洪水灾害。水库防洪调度方式应安全可靠、简明易行。

  2.3调度方式

  白石水库入库洪水,由阎王鼻子水库泄流及阎白区间洪水组成,因此白石水库的入库洪水比初设小,调洪考虑了水库的全区防洪要求,并考虑了水库管理部门实际操作时的方便灵活,以坝前水位为控制,开启闸门。

  2.4洪水调节计算结果

  依据以上调度原则和调度方式,对白石水库进行P=20.0%、10.0%、5.0%、2.0%、1%、0.5%、0.2%、0.02%各种频率洪水的进行调节计算,得出:50年一遇洪水时,凌海站组合流量为白锦设计、白石相应时最大,组合流量为11514m3/s,小于11900m3/s,水库对下游的防洪作用得到保证。据此,500年设计及5000年校核洪水成果,其库水位均低于原设计时的设计洪水位和校核洪水位,满足枢纽安全的要求。

  3兴利调度设计

  3.1供水调度

  3.1.1调度原则

  结合大凌河流域水资源状况以及水库的调节性能,首先满足城市生活及工业供水,保证率为95%;其次为农业灌溉供水,水田供水保证率为75%,其它农业及苇田供水灌溉保证率为50%;最后考虑径流负值及河道入渗补水,水库坝下环境流量根据水库弃水及向下游供水情况,尽量满足环境用水要求。当出现极端、突发事件或供水对象之间出现供水矛盾时,供水优先保障顺序如上。

  3.1.2调度方式

  白石水库正常蓄水位120.0m,防洪限制水位116.0m,死水位108.0m。水库承担着给阜新市、北票市及义县县城城市生活供水,下游农业及径流负值和河道入渗补水的供水任务。

  3.1.3调节计算结果

  采用的水文系列为1956—2011年,水库多年平均入库水量为72396万m3。水库多年平均供水量26497万m3,其中直供阜新市、北票市及义县县城城市生活及工业用水6885万m3,供水保证率96.4%;水库补下游区间水量19625万m3,其中大~复~锦区间3832万m3,凌海~河口区间15793万m3。

  3.2发电调度

  白石水库总装机容量为9800kW。发电功能属于附属功能,水库是利用弃水和结合农业供水过程进行发电,不单独占用水库水量和库容,水库电站投入东北电网,电站装机容量较小,供电保证程度较低,在电网中所起作用不大,只向电网提供电量。所以,水库调度不考虑发电调度,电站根据实际放水情况进行发电,增加发电收益。

  4效果

  白石水库调度运用方式优化分析之后,水库在实施调度时更能够结合实际生产生活需要,充分发挥水库供水效益和防洪效益。在2012年和2017年的洪水调度中,不仅可以做到及时开闸,确保水利枢纽工程的安全,同时也可以满足下游防洪的需求,进而充分发挥水库的防洪效益。在供水和灌溉方面,保证城市生活供水和下游农业灌溉用水的要求,为白石水库流域各城市供水和农业灌溉及抗旱提供有利条件。在发电方面,通过结合农业灌溉调度,减少水库弃水,增加发电量。水库优化调度分析并不能解决水库面临的全部问题。一方面需要水库各个管理部门要灵活运用,力求发挥水文、气象预报的作用,保证洪水预报更加准确和及时。

  在洪水发生之前,能够及时加大泄流量,增加水电站出力,以腾空库容拦蓄洪水;洪峰过后,需要根据实际情况,适时关闭闸门,减少弃水量,增加水库蓄水量,提高供水保证率。另一方面,在执行调度的过程中,还要解决好灌溉用水和防洪限制水位之间的矛盾、下泄流量与下游河道生态用水之间的矛盾等。因此,应根据白石水库周围环境变化,及时修正,使其更加符合实际,发挥出水库更大的效益。

  [参考文献]

  [1]韩靓靓.观音阁水库防洪调度运用方式分析[J].东北水利水电,2015(4):36-37.

  [2]刘振国.基于相似推理的白石水库水沙过程预报研究[J].水利规划与设计,2017(05):72-74+137.

  相关水利职称评定:《水利规划与设计》本刊以宣传贯彻党和国家的水利方针政策,探讨水利发展战略,开发水利现代科学技术研究,推动水利规划设计行业发展为宗旨,面向全国水利行业以及与水密切相关行业的政府机关、科研教育、设计、施工、管理等部门,为水利工作者以及关注、支持水利发展的各界同仁提供信息平台。

  

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